膜分离技术在水处理环境工程中的应用研究

孙晓宇 金枫淇

摘 要：社会的加速发展，带来了经济效益的提高，同时也带来了各种各样的水质污染问题。为了能在较低成本下，高效处理各行业的污水，用膜分离技术协同原有的处理工艺一同进行处理。膜分离技术以其良好的选择性和较低的能耗，以及较强的适应性等优点使其在水处理领域发挥着不可替代的作用，广泛的用于饮用水、生活污水、重金属冶炼及造纸等工业废水、海水及苦咸水淡化脱盐等各个领域。本文重点针对膜分离技术在水处理环境工程中的应用进行了分析，以供参考。

关键词：膜分离技术;水处理环境工程;应用

1导言

目前，水资源开发是水处理发展的一个重要趋势，对废水采用有效技术进行回收在一定程度上缓解了水资源的压力，对环境也实现了有效保护。工业化技术近年来得到迅速发展，化学物料在工业生产中产生的混合物种类不断增多，在一定程度上对分离技术的要求逐渐提高。膜分离技术如果在环境处理中得到重视，将在水处理领域中日益得到广泛应用。膜材料随着日益改进的性能，技术水平将明显提高，可有效替代水處理过程中采用的常规处理工艺，在供水及污水处理等环节将逐渐体现出日益重要的作用。

2膜分离技术的概述

2.1膜分离技术的原理

膜分离技术的主要原理是利用一种特殊的薄膜，在外力影响的条件下，溶液中的某些溶质能够穿透薄膜，而有些则会被隔离在外。透过这层特殊的薄膜可以对溶液进行分离和提纯，有效实现了对溶液的净化作用。膜分离不仅可以对固体的溶质进行分离，也可以对溶液中溶解的气体进行分离，在食品、医疗、工业生产等领域都有重要作用。这层特殊的薄膜是进行膜分离的重要元件，也被称之为半渗透膜。这种半渗透膜有的是天然存在的，有些则是由人工合成的。

2.2膜分离技术的特点

膜分离技术的分离效果远高于传统的化学分离办法，且分离的精细程度很高，对环境的破坏小，是一种绿色环保的处理方法，在未来具有很广阔的发展前景。首先，利用膜分离技术得到的溶液不会发生相变，而仅仅是对溶液中的某个成分进行了分离和提纯，将原本的混合溶液变为所需要的溶液。膜分离过程的装置很简单，只需要有容器、动力装置和半透膜即可。通过动力装置带动溶液流经半透膜，这种净化效率很高，对于生产企业来说能够有效提高生产效率。另外，相较于传统的化学沉淀法进行分离时，反应开始后就无法停止，直到所添加的试剂消耗完，膜分离技术是一种可以调控的处理过程，在反应时，停止对溶液的动力引导就能停止处理，十分便捷。

3膜分离技术在水处理环境工程中的应用

3.1生活污水处理

生活污水中含有较多的有机污染物，将膜分离技术与传统处理工艺相结合，可以达到更好的处理效果。应用MBR与纳滤技术相组合的工艺处理生活污水以及大型超市的废水，研究结果发现，采用这种组合工艺可以高效地去除废水中的浊度物质及有机污染物，出水水质远低于生活饮用水标准中规定的限值。为探究正渗透膜的朝向与水通量、氮的截留效率之间的关系，采用正渗透膜分离系统处理校园生活污水，试验结果发现，采用活性层朝向原料液侧的FO模式运行时水通量稳定，不但能有效地截留污水中的氮污染物，而且正渗透膜的污染程度也比较轻

3.2处理工业废水

在处理石化废水方面，有关研究结果显示，采用中空纤维超滤装置对油田含油污水处理开展有关实验研究工作，在设计过程中，设定每小时处理1.5吨的规模，水中悬浮固体及含油量在过滤后分别达到0.55毫克/升和0.49毫克/升，该设计使渗透油层注水可符合对水质的有关要求，石化企业应用超滤工艺对污水进行重复利用。

在对含重金属废水进行处理过程中，有关研究结果显示，对含重金属锡废水采用乳状液膜法进行处理，效果较为明显。国外企业也应用该方法处理粘胶纤维厂生产过程中产生的含锌废水，明显降低了废水中的含锌浓度，由351毫克/升降至5.2毫克/升。我国在较低的料液酸度情况下，也采用与此类似的装置处理锌的质量浓度，经过处理后，降低了含锌质量浓度不足5.0毫克/升，与国家排放标准完全相符。该处理方法不只是提高了经济效益，对于环境工程建设也具有十分重要的作用。在处理造纸废水方面，有关研究人员采用乳状液膜法处理造纸黑水实现了预期效果。还有一些研究人员对造纸废水的处理应用微滤预结合纳滤膜的处理方法，应用效果相对较为显著。在对废水中存在的溶解性有机物采取相应处理的方法，应在处理前适当添加将絮凝，微滤分离无法完全去除溶解性有机物，絮凝可在一定程度上降低化学需氧量，使膜在一定程度上增大了硬度，将水中离子能够尽可能予以除去。在处理其它废水方面，有关研究机构针对高溶度废水研制完成的从中将资源进行回收的一种液膜分离工艺，采用液膜分离工艺从农药废水中将含酚及氰废水中的氰化物进行有效回收。另外，还可应用该工艺对燃料废水进行相应处理，也取得了较为理想的效果。

3.3苦咸水处理

我国水资源紧缺，原生劣质水分布面积广，尤其是西北内陆干旱地区，分布有大量苦咸水。地下苦咸水含盐、含氟量高，其多项指标达不到国家饮用水标准。苦咸水口感苦涩，不能直接饮用，长期饮用会导致胃肠功能紊乱，免疫力低下，影响人体健康。由此可以看出，苦水咸水的处理十分重要。苦咸水的处理可以使用反渗透分离技术或电渗析离子交换技术。在反渗透法处理苦咸水的过程中，推动力是压力差，常温操作，设备简单，没有发生相变化，膜起着筛分作用，因此反渗透所需能耗低。在苦咸水处理中，反渗透法不但可以去除水中的各种离子，而且可以脱除比离子大的微粒，适用性好。

3.4对海水的淡化处理

在全球淡水资源十分紧缺的情况下，利用现代科技将海水进行淡化处理，使海水转变为可利用的水资源，能够有效缓解水资源匮乏的现状。根据膜分离技术中的离子分离，可以将海水中的离子进行滤除。传统的海水淡化处理主要是通过电解的方式，但是电解的耗能极高，对于生产企业而言经济效益太低，不具有大量且长期生产的价值。而反向渗透膜可以有效解决这一问题。反向渗透膜在对海水进行过滤时，只需要动力设备引导海水流经薄膜，对盐离子的处理效果极好，甚至可以直接达到饮用水的标准。同时，借助膜分离技术，海水淡化的生产成本得到了进一步的控制，更有利于企业的发展。

3.5饮用水处理

由于人类对环境的不断破坏，许多可供人饮用的淡水受到了污染，必须经过净化处理才可以饮用。在进行饮用水处理的过程中需要多个不同功能的薄膜形成一组集成膜，确保分离出的水质。在对集成膜进行分组处理的过程中，需要按照一定的次序进行，确保过滤处理的衔接性。借助膜分离技术能够有效实现对淡水的净化。目前的膜分离中，特制的薄膜微孔直径可以达到纳米级别，对于河水中的悬浮物、甚至细菌度可以有效滤除，极大地提高了人们的用水品质。

4结束语

总之，膜分离技术在水处理环境工程中发挥着不可替代的作用。为缓解我国水资源紧张问题，避免水资源浪费，同时实现水资源的合理利用，人们要正确认识膜分离技术，明确不同技术的优势与特点。这样才能将不同技术应用在水环境工程处理中，充分发挥技术优势，达到良好的处理效果，为后续水资源利用打下良好基础，最终实现我国水资源的合理利用，同时实现人与环境的和谐发展。

参考文献：

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[2]李冬冬.探究膜分离技术在水处理环境工程中的应用[J].现代物业（中旬刊），2019（02）：240.

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